量子力学的应用PPT教学课件

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《量子力学》课件

《量子力学》课件

量子力学在固体物理中的应用
量子力学解释了固体材料的电子 结构和热学性质,为半导体技术 和超导理论的发现和应用提供了
基础。
量子力学揭示了固体材料的磁性 和光学性质,为磁存储器和光电 子器件的发展提供了理论支持。
量子力学还解释了固体材料的相 变和晶体结构,为材料科学和晶
体学的发展提供了理论基础。
量子力学在光学中的应用
量子力学的意义与价值
推动物理学的发展
量子力学是现代物理学的基础之一,对物理学的发展产生了深远 的影响。
促进科技的创新
量子力学的发展催生了一系列高科技产品,如电子显微镜、晶体 管、激光器等。
拓展人类的认知边界
量子力学揭示了微观世界的奥秘,拓展了人类的认知边界。
量子力学对人类世界观的影响
01 颠覆了经典物理学的观念
量子力学还包含一系列重要的原理, 如演化算符、全同粒子、对称性和守 恒定律等,这些原理共同构成了量子 力学的理论基础。
02
量子力学的数学基础
线性代数基础
01 线性空间
线性代数是研究线性空间和线性映射的数学分支 ,是学习量子力学的基础。
02 向量空间
向量空间是线性代数的基本概念,量子力学中的 态矢量和操作算子都可以视为向量空间中的元素 。
《量子力学》课件
目录
• 量子力学的基本概念 • 量子力学的数学基础 • 量子力学的物理应用 • 量子力学的实验验证 • 量子力学的哲学思考

《高中物理教师课件:量子力学》

《高中物理教师课件:量子力学》

量子力学的挑战和问题
1
量子力学与相对论的统一性
科学家们一直在寻求将量子力学和相对论统一起来的全新理论。
2
量子纠缠和量子计算的难题
量子纠缠和量子计算的研究是量子力学中的重要课题,也是挑战。
3
量子力学的前景
量子计算机和量子通信技术是量子力学的重要应用领域,具有巨大的潜力。
发展量子力学的前景
1 量子计算机的应用
波函数是用来描述量 子系统的数学函数, 测量会导致波函数坍 缩为一个确定的值。
量子力学的重要应用
原子物理学
量子力学的应用之一是解释 和预测原子的行为,如原子 光谱和电子结构。
分子物理学
量子力学也用于研究和理解 分子的结构、振动和旋转。
固体和材料物理学
量子力学对于研究和设计材 料的性质和行为具有重要意 义。
量子力学的基本思想
量子力学中的一个核心 思想是粒子可以显示出 波动性,而波动也可以 显示出粒子性。
量子力Leabharlann Baidu的基本原理
1 波粒二象性
2 不确定性原理
量子力学认为粒子既 可以表现出粒子性, 也可以表现出波动性, 这就是波粒二象性。
不确定性原理说明我 们无法同时准确地知 道量子粒子的位置和 动量。
3 波函数和测量
《高中物理教师课件:量 子力学》
量子力学是研究微观世界的一门物理学科。它描述了物质和能量在最小的尺 度上的行为,引领了现代科学的发展。

量子力学课件完整版(适合初学者)

量子力学课件完整版(适合初学者)
1
量子力学
2
为什么要学习量子力学和统计物理学?
1960年代,著名微波电子学家Pirls曾说,量 子力学、统计物理学是高度抽象的科学,不需 要所有的人都懂得这种理论物理科学。
然而,在1990年代,随着高技术科学的发展, 要求我们必须掌握理论物理学,包括量子力学 和统计物理学。例如:微电子器件的集成度越 来越高,组成器件的每一个元件的体积越来越 小。目前,元件的尺寸可以达到nm级。
E(, T)
2c 4
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Rayleigh–Jeans公式
Page 18
1
9 能量量子化概念对难题的解释
对光电效应的解释 如果电子处于分立能级且入射光的能量也是量子化的,那么只有当光子的 能量(E =hυ)大于电子的能级差,即E =hυ > En-Em时,光电子才会产生。
如果入射光的强度足够强,但频率υ足够小,光电子是无法产生的。
Page 19
2 0
1.2 光的波粒二象性
对光电效应的解释是爱因斯坦于1905年 做出的,他也因此获得诺贝尔奖。其中, 他对光子的能量E是如此假定的
E h
爱因斯坦方程 h 1 mv2 W
2
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21
2
2 光子的能量与动量
并用υ= c / λ和狭义相对论中的公式 p =E/c推出光子的动量p为 p=h/λ,E=hν.

量子力学基础入门 ppt课件

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第二章 背景知识 —量子力学
2012年诺贝尔物理学奖
10月9日下午,2012年诺贝尔物理学奖揭晓。 瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会将奖项授予给了量子光学领域的两位科学 家——法国物理学家塞尔日·阿罗什与美国物理学家戴维·瓦恩兰,以奖励他们 “提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子系统成为可能”。
在势阱中控制单个光子 塞尔日-阿罗什和他的研究小组在巴黎的实验室里,微波光子在相距3厘米的镜片之间
反弹。镜片用超导材料制作,被冷却到刚刚超过绝对零度。这是世界wk.baidu.com闪耀的超导镜片, 单个的光子在它们之间的空腔反弹超过十分之一秒的时间,直到它丢失或被吸收。这意味 着光子能够穿越40000千米的长度,相当于环绕地球一周。
利用相似的方法,阿罗什和他的团队可以数空腔内的光子。光子不容易数,任何和外 界接触就会破坏。借助这个方法,阿罗什和他的团队设计后期方案一步一步实现单个量子 状态的测量。
量子力学悖论
量子力学描绘了一个肉眼无 法观测的微观世界,很多与我们 的期望和在经典物理中的经验相 反。
量子世界本身具有不确定性。 例如叠加态,一个量子可以有多 重形态。我们通常不会认为一块 大理石同时是“这样”也是“那 样”,除非是一块量子大理石。 叠加态的大理石只能确切地告诉 我们大理石是每一种形态的概率。
2012年的两位物理学奖获得者能够映射到当外 界环境参与时量子猫的状态。他们设计了创新 实验,详细说明观测这一行为实际上如何导致 量子状态的崩溃并失去其叠加特性的。阿罗什 和 维因兰德并没有用猫,而是将势阱中的离子

【正式版】量子力学入门PPT

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• 由于牛顿本人的高度权威,微粒说在很长的一段时间占据 着上风,1827年,托马斯·杨和奥古斯丁·菲涅耳用实验证 明了光存在干涉现象,这是和“微粒说”不相容的。随着 波动学说的数学理论逐渐完善,到19世纪末,无论是实验 还是理论上,牛顿的理论都失去了以往的地位。
• 1874年,乔治·强斯顿·史东尼 首次提出了电荷的概念,它 是带电体的基本量,不能再被拆分成更小的部分。电荷也 就成为了第一个被量子化的物理量。
• 1873年,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦给出了著名的麦克斯韦 方程,在理论上证明振荡的电路能够产生电磁波,这使得 纯粹的通过电磁测量手段来测量电磁波的速度成为了可能。 而测量结果显示电磁波的速度非常的接近于光速。也就是 说,光也是一种电磁波。亨里克·赫兹制作了一个能够产 生低于可见光频率的电磁波(现在我们称之为微波)的仪 器。早期研究的争议在于如何解释电磁辐射的本质,一些 人认为这是因为其的粒子性,而另一些人宣称这是一种波 动现象。在经典物理里,这两种思想是完全相悖的。
• 第一个能够完整解释热辐射光谱的模型是由马克斯·普朗克于1900年 提出的普朗克把热辐射建立成一群处于平衡状态的谐振子模型。为了 符合实验结果,普朗克不得不假设每一个谐振子必定以自身的特征频 率为能量单位的整数倍,而不能随意发射出任意量的能量。也就是说, 每一个谐振子的能量都经过“量子化”。每一个谐振子的能量量子与 谐振子的频率成一比例,这个比例常数就称为普朗克常数。普朗克常 数的符号为h,其值为 6.63×10−34 J s,频率f的谐振子能量E为

量子力学的应用.

量子力学的应用.
1994年量子计算的基本问题得到突破性发展。美国 电话电报公司的专家证明量子计算机能快速的进行大 因数分解,但这靠传统计算机无法有效进行。量子计 算机从此进入试验阶段。
世界上首台商业量子计算机
量子计算机的外形
量子计算机的基本原理就是通过量子力学的运用,将微 晶管压缩到原子大小,然后再极小的面积上放入数十亿颗 量子微晶体管,进而利用量子态的叠加性和相干性进行信 息运算保存和处理。
量子测量和量子通讯试验
自由空间量子通讯试验
量子计算和量子计算机
量子计算就是利用量子态进行数据处理的方法,所 用的设备被称为量子计算机。
物理学家费曼曾认真研究过用量子力学理论实现量 子计算并构建量子计算机。但由于量子态的测不准性 质和量子系统容易受到噪声的干扰人们对量子计算记 得概念还停在理论可行上。
目前常用的加密设备通常用一个较大的质数作公用密 钥,它没有被窃取的可能,破解的关键在于求一个很大 整数的质因数。但是,对于一个 400位数来说,利用目 前最快的计算机要花上几十亿年才能求出它的质因数, 因此这种安全机制被视为无法破译。如果把这种加密机 制应用到现代金融和国防体系中会极大地增大其安全性。
量子力学的应用
制作人: 陈猛 殷艳龙 倪晓伟
0410318 0410258 0410272
主要内容: 量子通讯和量子加密; 量子计算和量子计算机;
量子通讯和量子加密

量子力学入门(最全版)PTT文档

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• 不同温度下的黑体所辐射出的总能量和峰值波长。经典电磁理论过份 高估增强幅度,特别是短波长的部分。瑞利-金斯定律符合实验数据 中的长波长部分。但在短波长部分,经典物理预测炽热物体所发射出 的能量会趋于无穷大。这个被称为紫外灾难的结果显然是错的。
• 第一个能够完整解释热辐射光谱的模型是由马克斯·普朗克于1900年 提出的普朗克把热辐射建立成一群处于平衡状态的谐振子模型。为了 符合实验结果,普朗克不得不假设每一个谐振子必定以自身的特征频 率为能量单位的整数倍,而不能随意发射出任意量的能量。也就是说, 每一个谐振子的能量都经过“量子化”。每一个谐振子的能量量子与 谐振子的频率成一比例,这个比例常数就称为普朗克常数。普朗克常 数的符号为h,其值为 6.63×10−34 J s,频率f的谐振子能量E为
• 此处普朗克定律是物理学中第一个量子理论,也使普朗克荣获1918 年的诺贝尔奖“为表扬普朗克对于能量量子的发现和促使物理学进步 的贡献”。但当时普朗克认为量子化纯粹只是一种数学把戏,而非 (我们今日所知的)改变了我们对世界的理解的基本原理。
• 1690年,惠更斯提出了光的波动学说用以解释干涉和折射 现象,[7]而艾萨克·牛顿坚信光是由极其微小的粒子构成 的,他把这种粒子叫作“光子(corpuscles)”。
份一份”的或是将其量子化才能得到合理的解释。当光照 这个现象和传统的波动模型相悖,因为传统模型是源自对声波和海洋波的研究,这个模型的结论是,振动源的初相位也就是强度大小
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一般结论
简并度 E不依赖于磁量子数m,故能级至 少有简并度 2 l+1(几何简并度)
一维运动的结论可用过来。例如对束缚 态,径向无简并,径向波函数可选为实 的。
F-H定理能量E 是轨道量子数l 的升函数。
宇称(如果E 值对应一个 l)
对这种现象你作何评价。
课后收集伊拉克战争 爆发以来的有关资料证明 你的观点。
1.2004年,世界各地发生了多起恐怖爆炸事 件。世界上绝大多数国家纷纷发表了声明,谴 责一切形式的恐怖主义。我国政府表示坚决反 对一切形式的恐怖主义,支持国际社会加强合 作,共同打击恐怖主义势力。世界上绝大多数
国家谴责和反对恐怖活动的态度表明 ( B )
A①②③④
B②③④⑤
C①②③⑤
D①②④⑤
4.近年来,巴以冲突不断,致使以色列的经济
发展水平持续下降,这说明 ( B )
①贫穷本身是一种不安定因素;
②发展是维护和平的坚实基础;
③和平是经济发展的必要前提;
④战乱会破坏和阻碍经济发展。
A①② B③④ C①③ D②④
5、2004年2月6日莫斯科地铁爆炸;3月11 日马德里火车站连环爆炸。恐怖事件造成大 量人员伤亡和财产损失。
A全世界人人都反对战争
B要和平是当今时代的主流
C世界和平的主流已发生改变
D当前国际形势总体上已趋向战争和动乱
2.2003年3月20日,美英等国绕开联合国对伊
拉克进行军事打击,伊拉克战争爆发。此举遭到
世界许多国家的谴责,纽约、华盛顿、伦敦等数
以百计的城市爆发了反战示威游行。这说明
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①战争有助于最终消除恐怖主义;
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2003年3月20日,美国绕过安理会发动 了对伊拉克战争, 2003年5月1日美国总统布 什就宣布对伊战争取得胜利。
一年过去了,伊拉克仍然满目疮痍,人 民生活水平只有20世纪90年代的五分之一, 爆炸、抢劫等不断发生……。而美国对伊拉克 的军费开支超过1000亿美元,士兵死亡超过 1200人,伤者不计其数。
第四章 量子力学的应用
基本内容 H原子 在电磁场中运动 角动量和自旋
4-1 粒子在有心力场中的运动
常见的作用形式 非常好的处理
哈氏量
V (x) V (r)
H pˆ 2 / 2 V (r)
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第四章 第一节
1、和平与发展是当今世界的主题(B B) 2、和平与发展的关系(B B)
学习社会学科的目的之一: 关注社会、关注热点、 关注身边的变化
学习方法: 发现问题, 探究原因, 寻求解决问题的方法
亚太经合组织第十二次领导人非正式会议
探究问题
请同学们结合课本内 容和以上的图片,想一想 当今世界存在什么问题?
2、材料一二分别说明了什么道理?
3、解决这些问题的根本途径是什么?
材料一:2004年10月17日是“国际消除贫困日”, 中国骄 傲地宣布:农村贫困人口从1978年2.5亿减 少到2003年底的2900万,贫困人口占农村总人中的 比例由30.7%下降为30%左右。中国扶贫成就感动 世界。
材料二:中国人民历经沧桑,正走在和平崛起的社会 主义道路上。今天的中国,是一个改革开放与和平崛 起的中国。中国的崛起不会妨碍任何人,也不会威胁 任何人;中国的和平崛起有利于亚洲和世界。 (1)你认为中国扶贫成就取得的根本原因是什么? (2)中国的“和平崛起”是由什么决定的? (3)结合材料一运用所学知识谈谈对材料二的理解。
材料二:据联合国统计,目前全世界共有15亿人处于绝 对贫困状态,有7亿人营养不良,5亿人吃不到清洁水, 另有4000万人背井离乡,沦为难民。而且,目前世界上 的局部战争,大部发生在发展中国家或国内经济没有搞 好、人民生活水平下降的国家。
1、材料一、二分别说明当今世界存在着什么问题?
导致这些问题存在的主要根源分别又是什么?
一、美国发动伊拉克战争 萨达姆被捕 二、中东和平“路线图”计划出台并搁浅 三、美、加、英发生重大停电事故 四、中、朝、美、韩、俄、日为解决
朝核问题举行会谈 五、印巴在克什米尔地区实现停火 六、全球恐怖袭击事件频发 七、世界经济加快复苏步伐
(新华社2003年国际十大新闻)
温馨提示
世界人民的 第一需要
(1)材料说明了什么问题? (2)根据材料谈谈为什么要反对恐怖主义? (3)如何反对恐怖主义?
再 见!
②霸权主义是世界和平的主要危胁;
③美英等的行动是对《联合国宪章》和国际关系
基本原则的践踏;
④热爱和平是各国人民的共同愿望;
⑤要在相当长的时间内,避免局部战争是不可能
的。
A①②④⑤ B②③④ C③④⑤ D②③④⑤
3.20世纪90年代以来,世界范围内科技革命突
飞猛进,世界经济持续增长,但集中于发达国家
的占世界人口l/6的人,垄断了全球近80%的 收入,而63个发展中国家的占世界人口60%的 人,仅得到世界收入的6%。对此,理解正确的
是 (A )
①发展问题是指世界经济的发展,特别是发展中
国家的经济发展问题;②世界经济总体在发展, 但整体的经济形势依然严峻;③全球发展的最突 出的问题是南北发展不均衡;④谋求社会的发展 和繁荣是人类永恒的课题;⑤发展中国家对世界 经济发展的贡献非常小
霸权主义 强权政治
当今世界的主题
和平
发展
相互联系 相互影响 相辅相成
世界人民关注 的重大问题
当今世界 并不太平
发展问题 也很严重
不公正不合 理的国际经 济旧秩序
建立国际政治经济新秩序
材料一:震惊全球的“9.11事件”发生后,美国的航 空业,仅停航一天,损失约3.57美元;证券市场激烈 动荡。大幅下跌……,使不景气的美国经济雪上加霜。 另据以色列银行统计,巴以冲突16个月以来,以色列的 经济损失达28亿美元。
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